中科院 图书馆:什么是同位素地质学方法？

同位素主要在地质上用于地质年代测定---
同位素地质年龄，简称同位素年龄，过去和现在有人也把它称作绝对年龄，是指利用放射性同位素衰变定律，测定矿物或岩石在某次地质事件中，从岩浆熔体、流体中结晶或重结晶后，到现在所经历的时间。当矿物、岩石结晶时，各种放射性同位素以不同形式进入其中后，它们在矿物、岩石中的含量是随着时间作指数衰减，与此同时，放射成因子体不断积累。在矿物、岩石自形成以来一直保持化学封闭的条件下，即体系中没有发生母、子体与外界物质的交换，没有带进和带出，那么通过测定现在矿物、岩石中母体及对应子体的含量，根据衰变定律就能得到矿物、岩石的同位素地质年龄。

不同矿物具有不同的晶体化学特征，不同类型岩石，是不同地质作用的产物，有着不同的地质历史。另一方面，不同的放射性同位素母—子体系进入化学封闭状态的起始时间与保持封闭体系的能力互不相同。这样，用不同同位素方法测定同一对象，或用同一方法测定不同对象，所得到的同位素年龄就有着不同地质意义，并不是都能代表结晶年龄。当岩石（体）从高温下冷却至某个温度后，某同位素母—子体系开始进入封闭状态，此时的临界温度称作该体系封闭温度。有的情况下，如浅成小侵入体或火山喷发熔岩，岩石一旦结晶便很快冷却，某个母—子体系及时进入封闭状态开始计时，用该母-子体系测出的年龄可以代表岩体侵入和火山喷发年龄。但是，在另外一种情况下，如埋藏很深的大规模岩基，岩石冷却缓慢，从岩石结晶（岩体侵位）到冷却至封闭温度以下，中间需经历一段较长时间，此时，同位素年龄代表的是岩基冷却至封闭温度以下后距离现在的时间，所以冷却年龄小于岩石结晶年龄。此外，有的岩（石）体在形成后某一时间遭受到了强烈变质作用或热动力干扰作用，子体同位素发生再平衡，当变质作用过后，同位素计时器又重新启动，此时记录的就是变质作用或热事件发生时间，而不是岩石形成年龄。还有一种情况也常常发生，同位素年龄测定对样品有着极严格要求，而实际工作中有许多样品不符合这些要求，因而得到的某些年龄完全无地质意义。总之，所谓绝对年龄并不都绝对代表形成年龄，如何正确应用同位素年龄数据研究复杂地质问题，是同位素地质年代学的中心研究内容。